EP0483939B1 - Ausrichten von Horizontalwalzen - Google Patents

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EP0483939B1
EP0483939B1 EP91250297A EP91250297A EP0483939B1 EP 0483939 B1 EP0483939 B1 EP 0483939B1 EP 91250297 A EP91250297 A EP 91250297A EP 91250297 A EP91250297 A EP 91250297A EP 0483939 B1 EP0483939 B1 EP 0483939B1
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EP
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roller
upper roller
adjustment
stand
horizontal
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EP91250297A
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Hans Sturm
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/10—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring roll-gap, e.g. pass indicators
    • B21B38/105—Calibrating or presetting roll-gap

Definitions

  • the lower roller is first moved to the center of the roller, optical detection devices possibly determining the position of the lower roller.
  • the upper roller driven at creep speed against the lower roller is placed against the former, any inclined positions of the upper roller relative to the lower roller being detected by roller pressure differences on roller pressure load cells arranged on both sides of the upper roller.
  • the position of the top roller is corrected in accordance with this display.
  • the known method is unsuitable for the exact horizontal alignment because the position of the top roller is oriented to the position of the bottom roller and both may not be aligned horizontally if the bottom roller has not been positioned horizontally. A parallel roll nip is thereby obtained, which, however, can be inclined overall from the roll plane.
  • DE 24 54 896 A1 discloses a method for setting a parallel, open roll gap, in which forces corresponding to the adjusting drive means are applied to both roll sides.
  • the present invention is based on the object of a roll stand with roll adjustment devices for the top roller and roller adjustment devices for the bottom roller and displacement sensors for detecting the position of the roll adjustments of the top roller, the position data recorded being storable in the memory of a computer to be designed in such a way that an exact horizontal alignment of both horizontal rolls is possible with essentially available means and to find a corresponding method for carrying out this alignment and adjustment process.
  • a roll stand designed in this way enables a simple and inexpensive exact horizontal alignment of the top roll on the stop surfaces of the roll stand provided for this purpose and, via the geometrically defined points and the known dimensions of the roll stand and of the rolls, allows an exact detection of the position of the top roll.
  • the method according to the invention for aligning and adjusting the upper and lower horizontal roll to the center of the stand in a roll stand according to claim 1 is characterized by the method steps described in claim 2.
  • the present invention makes it possible to automatically align and set up the horizontal rolls of a horizontal or universal roll stand in such a way that the position of the top roll can be precisely defined via mechanical conditions and via the fixed and known position of the top roller the bottom roller can also be aligned horizontally.
  • 1 denotes the stand of a horizontal rolling stand, the top roller of which bears the position number 2a.
  • the upper roller 2a is mounted in the chock 3, which in turn is guided in the stand 1 in the horizontal direction.
  • the balancing cylinders 4 are used, of which at least two correspondingly trained ear-like projections 5 engage behind the chock.
  • stop surfaces can be seen in the stand 1, which are arranged at a precisely defined distance from the horizontal rolling center plane 7 at a distance a.
  • the connecting line between the stop faces 6 on both sides is exactly parallel to the rolling center plane 7.
  • FIG. 1 also shows the adjustment spindle for one side of the upper roller 2, which is numbered 9.
  • the adjusting spindle 9 is connected via a spherical bearing 10 to a hydraulic cylinder 11, which is cup-shaped and engages around the piston 12 formed on the extended adjusting spindle 9.
  • the hydraulic cylinder 11 or its piston 12 can be pressurized on both sides.
  • the distance of the stop surface 8 from the center 13 of the chock 3 is denoted by b; this distance is geometrically predetermined and known. Also known is the radius r of the top roller and thus the distance c in FIG. 1. This means that with a known distance a of the roller center plane to the stop surfaces 6 and with a known sum of the distances b and c in the abutting state of the contact surfaces 8 and 6 the position the top roller and its apex 14 and thus its distance (d) from the roller center plane 7 are exactly known. In addition, the exact horizontal position of the top roller is given solely by the geometric conditions when the stop surfaces 6 and 8 abut one another by the mechanical fixing of the stop surfaces 6.
  • the chocks of the top roller with 3a and 3b and the chocks of the bottom roller with 3c and 3d are mechanically precisely machined on their undersides, the dimension e being known as the distance between the contact surfaces of the lower adjusting spindles 15 on the contact surfaces 16 of the chocks 3c, 3d. With the distance f, the radius of the lower roller 2b and thus the distance from the center of the chocks 3c, 3d to the apex 14b of the lower roller is known.
  • the chock 3 in the stand 1 is raised until the stop surfaces 8 on the top of the ear-like projections 5 come to rest against the contact surfaces 6 on the stand 1.
  • a computer (not shown), the exact position of the top roller 2 relative to the stand 1 or the abutment surfaces 6 and the distance d between the apex 14 of the top roller 2 and the center plane 7 of the roller are calculated from the difference between dimension a and the sum of dimensions b and c.
  • the top roller 2 which is in an exactly horizontal position, is clamped against the balancing via the adjustment cylinders 11 of the adjustment spindles 9, and with the aid of the adjustment the top roller 2 is moved in parallel and in the direction of the center plane 7 of the roller.
  • the top roller is stopped about 2 mm before the center of the roll.
  • the lower roller 2b With the help of the lower setting 15, the lower roller 2b is now also moved in the direction of the center roll plane 7, the position of the apex 14b of the lower roller 2b being calculated from the dimensions e and f and ggis. the position of the adjusting spindle 15 is known. Since the known dimensions merely indicate the theoretical position of the apex 14b of the lower roller 2b, but do not take play and wear into account, it can be expected that the lower roller will not be stopped exactly in parallel and in the center plane 7 of the roller.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst mit Horizontalwalzen mit elektromechanischer und hydraulischer Anstellung der Oberwalze und elektromechanischer Anstellung der Unterwalze sowie Weggebern an den Hydraulikzylindern der hydraulischen Walzenanstellung und ein Verfahren zum automatischen Ausrichten und Einstellen der oberen und unteren Horizontalwalzen auf Gerüstmitte in einem Walzgerüst der vorbeschriebenen Art.
  • Das Ein- und Ausrichten der Ober- und Unterwalzen von Horizontal- und Universal-Walzgerüsten wird insbesondere nach dem Wechseln der Walzen erforderlich. Dabei ist es wichtig, daß die Horizontalwalzen exakt zur Walzmitte und parallel dazu eingestellt werden. Bisher erfolgte das Einrichten entweder auf manuelle Weise und war damit - abgesehen vom Zeitaufwand - von der Geschicklichkeit der Bedienungsmannschaft abhängig oder es wurden automatische Verfahren angewendet, wie sie beispielsweise in der DE-C2-35 01 622 für ein Universal-Walzgerüst beschrieben sind.
  • Bei dem vorstehend genannten Stand der Technik wird die Unterwalze zunächst auf Walzmitte gefahren, wobei ggf. optische Erfassungseinrichtungen die Lage der Unterwalze feststellen. Die im Schleichgang gegen die Unterwalze gefahrene Oberwalze wird gegen erstere angelegt, wobei eventuelle Schrägstellungen der Oberwalze gegenüber der Unterwalze durch Walzdruckdifferenzen an beidseitig der Oberwalze angeordneten Walzdruckmeßdosen erfaßt werden. Entsprechend dieser Anzeige wird die Oberwalze in ihrer Lage korrigiert.
  • Das bekannte Verfahren ist für die exakte Horizontalausrichtung ungeeignet, weil die Lage der Oberwalze an die Lage der Unterwalze orientiert wird und beide ggf. nicht horizontal ausgerichtet sind, wenn die Unterwalze nicht horizontal positioniert worden ist. Man erhält dadurch zwar einen parallelen Walzspalt, der jedoch insgesamt aus der Walzebene geneigt sein kann.
  • Aus der DE 24 54 896 Al ist ein Verfahren zum Einstellen eines parallelen, offenen Walzspaltes bekannt, bei dem mit den Anstellantriebsmitteln auf beiden Walzenseiten übereinstimmende Kräfte aufgebracht werden.
  • Zum Ausbalancieren sind zu beiden Seiten des Ständers mit den Einbaustücken zusammenwirkende Zwischenstücke vorgesehen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt, ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, ein Walzgerüst mit Walzenanstellvorrichtungen für die Oberwalze und Walzenanstellvorrichtungen für die Unterwalze sowie Weggebern zur Erfassung der Position der Walzenanstellungen der Oberwalze, wobei die erfaßten Positionsdaten im Speicher eines Rechners ablegbar sind, so auszubilden, daß ein exaktes horizontales Ausrichten beider Horizontalwalzen mit im wesentlichen vorhandenen Mitteln möglich ist sowie ein entsprechendes Verfahren zur Durchführung dieses Ausricht- und Einstellvorganges zu finden.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 und im nebengeordneten Anspruch 2 gelöst.
  • Ein derartig ausgebildetes Walzgerüst ermöglicht in einfacher und günstiger Weise ein exaktes horizontales Ausrichten der Oberwalze an den dafür vorgesehenen Anschlagflächen des Walzgerüstes und gestattet über die geometrisch festgelegten Punkte und die bekannten Abmessungen des Walzgerüstes und der Walzen ein exaktes Erfassen der Lage der Oberwalze.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausrichten und Einstellen der oberen und unteren Horizontalwalze auf Gerüstmitte in einem Walzgerüst nach Anspruch 1, ist durch die im Patentanspruch 2 beschriebenen Verfahrensschritte gekennzeichnet.
  • Insgesamt wird durch die vorliegende Erfindung, also durch das erfindungsgemäße Walzgerüst und das mit diesem durchgeführte Verfahren ein automatisches Ausrichten und Einrichten der Horizontalwalzen eines Horizontal- oder Universal-Walzgerüstes dadurch ermöglicht ist, daß über mechanische Gegebenheiten die Lage der Oberwalze exakt definierbar wird und über die festgelegte und bekannte Lage der Oberwalze die Unterwalze ebenfalls horizontal ausrichtbar wird.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    in grob vereinfachter Darstellung einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Walzgerüst im Bereich der Oberwalze und
    Fig. 2
    einen um 90 Grad gedrehten Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Walzgerüst.
  • In Figur 1 ist mit 1 der Ständer eines Horizontalwalzgerüstes bezeichnet, dessen Oberwalze die Positionsnummer 2a trägt. Die Oberwalze 2a ist in dem Einbaustück 3 gelagert, welches seinerseits im Ständer 1 in horizontaler Richtung verschiebbar geführt ist. Zur Ausbalancierung und Verstellung des Einbaustückes 3 im Ständer 1 dienen die Ausbalancier zylinder 4, von denen mindestens zwei entsprechend ausgebildete ohrenartige Ansätze 5 des Einbaustückes hintergreifen.
  • Bei 6 sind im Gerüst 1 erkennbar Anschlagflächen ausgearbeitet, die im exakten definierten Abstand zur horizontalen Walzmittenebene 7 im Abstand a angeordnet sind. Die Verbindungslinie zwischen den beidseitigen Anschlagflächen 6 ist exakt parallel zur Walzmittenebene 7.
  • An den ohrenartigen Ansätzen 5 des Einbaustückes 3 sind bei 8 eingezeichnet Gegenanschlagflächen ausgebildet, die gegen die Anschlagflächen 6 am Ständer 1 anlegbar sind, wie später noch beschrieben wird.
  • Aus Figur 1 ist gleichfalls die Anstellspindel für eine Seite der Oberwalze 2 ersichtlich, die mit 9 beziffert ist. Die Anstellspindel 9 ist über ein Kalottenlager 10 mit einem Hydraulikzylinder 11 verbunden, der topfförmig ausgebildet den an der verlängerten Anstellspindel 9 ausgebildeten Kolben 12 umgreift. Der Hydraulikzylinder 11 bzw. dessen Kolben 12 ist beidseitig mit Druck beaufschlagbar.
  • Der Abstand der Anschlagfläche 8 von der Mitte 13 des Einbaustückes 3 ist mit b bezeichnet; dieser Abstand ist geometrisch vorgegeben und bekannt. Ebenso bekannt ist der Radius r der Oberwalze und damit der Abstand c in Figur 1. Das bedeutet, daß bei bekanntem Abstand a der Walzenmittenebene zu den Anschlagflächen 6 und bei bekannter Summe der Abstande b und c im aneinanderliegenden Zustand der Anlageflächen 8 und 6 die Lage der Oberwalze und ihres Scheitels 14 und damit dessen Abstand (d) von der Walzenmittenebene 7 exakt bekannt sind. Außerdem ist durch die mechanische Festlegung der Anschlagflächen 6 auch die exakte Horizontallage der Oberwalze allein aus den geometrischen Bedingungen gegeben, wenn die Anschlagflächen 6 und 8 aneinanderliegen.
  • In Figur 2 sind die Einbaustücke der Oberwalze mit 3a und 3b und die Einbaustücke der Unterwalze mit 3c und 3d beziffert. Die Oberwalze in Figur 2 trägt die Positionsnummer 2a, die Unterwalze die Positionsnummer 2b. Ansonsten sind gleiche Teile gleich bezeichnet. Die Einbaustücke der Unterwalze 3c und 3d sind an ihren Unterseiten mechanisch exakt bearbeitet, wobei das Maß e als Abstand der Anlageflächen der unteren Anstellspindeln 15 an den Anlageflächen 16 der Einbaustücke 3c, 3d bekannt ist. Mit dem Abstand f ist der Radius der Unterwalze 2b und damit der Abstand von der Mitte der Einbaustücke 3c, 3d zum Scheitel 14b der Unterwalze bekannt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läuft wie folgt ab:
  • Mit Hilfe der Ausbalancierzylinder 4, die die ohrenartigen Ansätze 5 des Einbaustückes 3 hintergreifen, wird das Einbaustück 3 im Ständer 1 so weit angehoben, bis die Anschlagflächen 8 an der Oberseite der ohrenartigen Ansätze 5 gegen die Anlageflächen 6 am Ständer 1 zur Anlage kommen. In einem nicht dargestellten Rechner wird aus der Differenz des Maßes a und der Summe der Maße b und c die exakte Lage der Oberwalze 2 zum Gerüst 1 bzw. den Anschlagflächen 6 und weiter der Abstand d des Scheitels 14 der Oberwalze 2 zur Walzmittenebene 7 errechnet.
  • Über die Anstellzylinder 11 der Anstellspindeln 9 wird die in exakter horizontal er Lage befindliche Oberwalze 2 gegen die Ausbalancierung verspannt und mit Hilfe der Anstellung wird die Oberwalze 2 im Gleichlauf parallel und in Richtung zur Walzmittenebene 7 verfahren. Etwa 2 mm vor der Walzmittenebene wird die Oberwalze angehalten.
  • Mit Hilfe der unteren Anstellung 15 wird nun die Unterwalze 2b ebenfalls in Richtung Walzmittenebene 7 verfahren, wobei die Lage des Scheitels 14b der Unterwalze 2b rechnerisch aus den Maßen e und f und ggis. der Lage der Anstellspindel 15 bekannt ist. Da die bekannten Abmessungen lediglich die theoretische Lage des Scheitelpunktes 14b der Unterwalze 2b angeben, jedoch Spiel und Verschleiß nicht berücksichtigen, ist zu erwarten, daß die Unterwalze nicht exakt parallel und in der Walzmittenebene 7 angehalten wird.
  • Nun wird die Oberwalze 2a mit Hilfe der Ausbalancierzylinder 4 auf die Unterwalze 2b zugefahren und auf dieser abgelegt. Dabei erfassen Weggeber den von den Anstellzylindern 11 zurückgelegten Weg und geben diesen in einen Rechner ein.
  • Aus den von den Anstellzylindern 11 zurückgelegten Wegen ergibt sich die, evtl. veränderte, Position der Oberwalze 2a und damit die tatsächle Position der Unterwalze 2b.
  • Unterschiedliche Abstände der Oberwalze 2a an den Anstellzylindern 11 zur Walzmittenebene 7 werden vom Rechner als Korrekturwerte an die Anstellspindeln 15 der Unterwalze 2b gegeben und damit deren Anstellposition korrigiert.
    Nach dieser Korrektur werden die parallelen Walzen 2a, 2b mit Eichdruck der Oberwalze 2a genullt.

Claims (2)

  1. Walzgerüst mit Walzenanstellvorrichtungen für die Oberwalze (2a) und Walzenanstellvorrichtungen für die Unterwalze (2b) sowie Weggebern zur Erfassung der Position der Walzenanstellungen der Oberwalze, wobei die erfaßten Positionsdaten im Speicher eines Rechners ablegbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß am Ständer (1) des Walzgerüstes Anschlagflächen (6) vorgesehen sind, die in ihrer Position zur horizontalen Walzmittenebene (7) festgelegt sind, daß an den Einbaustücken (3) der Oberwalze (2a) im festgelegten Abstant zur horizontalen Mitte des Einbaustücks (13) Anschlagflächen (8) ausgebildet sind, die in einer horizontalen Endstellung mittels einer Ausbalancierung (4) senkrecht verfahrbaren Oberwalze (2) spielfrei gegen die Anschlagflächen (6) am Ständer (11) anlegbar sind und daß sich die Position des Scheitels (14b) der Unterwalze (2b) aus der Summe des Radius (f) der Unterwalze (2b) und des Abstandes (e) zwischen der unteren Einbaustückmittenebene und den Anlageflächen (16) der unteren Anstellspindeln (15) an den unteren Einbaustücken (3c, 3d) oder aus der Position der Anstellspindeln (15) zur Walzenmittenebene (7) ergibt.
  2. Verfahren zum automatischen Ausrichten und Einstellen der oberen (2a) und unteren (2b) Horizontalwalzen auf Walzmittenebene (7) in einem Walzgerüst nach Anspruch 1, bei dem Weggeber zur Erfassung der Position der Walzen zum Walzgerüst und deren Postition gegeneinander sowie ein Rechner zur Auswertung der Positionsdaten eingesetzt werden,
    gekennzeichnet durch fogende Verfahrensschritte:
    a) Die Einbaustücke (3) der Oberwalze (2a) werden mit Hilfe der Ausbalancierung (4) gegen die Anschlagflächen (6) am Ständer (1) des Walzgerüstes gefahren, bis die Gegenanschlagflächen (8) spielfrei anliegen.
    b) Aus den geometrischen Festlegungen der Anschlagflächen (6) und dem bekannten Radius (r) der Oberwalze wird die Position der Oberwalze (2a) zur Walzmittenebene (7) errechnet.
    c) Über die Anstellzylinder (11) der hydraulischen Anstellung wird die exakt horizontal ausgerichtete Oberwalze (2a) gegen die Ausbalancierung (4) verspannt.
    d) Die Oberwalze (2a) fährt im horizontalen Gleichlauf auf die Walzmittenebene (7) minus mindestens 2 mm.
    e) Die Unterwalze (2b) wird mit Hilfe der Anstellspindeln (15) auf die rechnerische Walzmitte gefahren.
    f) Die Oberwalze (2a) wird mit Hilfe ihrer Ausbalancierung (4) auf der Unterwalze (2b) abgelegt, wobei der dabei zurückgelegte Weg jedes Anstellzylinders (11) mit Hilfe deren Weggeber erfaßt und in den Rechner eingegeben wird.
    g) Im Rechner wird aus den zurückgelegten Wegen der Anstellzylinder (11) die veränderte Position der Oberwalze (2a) und damit die tatsächliche Position der Unterwalze (2b) errechnet.
    h) Abweichungen der Position der Oberwalze (2a) zur Walzmittenebene (7) werden vom Rechner als Korrekturwert an die Anstellspindeln (15) der Unterwalze (2b) zur Korrektur derer Anstellpositionen gegeben.
    i) Nach erfolgter Korrektur werden die parallelen Walzen (2a, 2b) mit Eichdruck der Oberwalze (2a) genullt.
EP91250297A 1990-11-02 1991-10-30 Ausrichten von Horizontalwalzen Expired - Lifetime EP0483939B1 (de)

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DE4035276A DE4035276C1 (de) 1990-11-02 1990-11-02

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EP0483939A1 EP0483939A1 (de) 1992-05-06
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